چکیده

امروزه در برنامه ریزيهاي راحتی و سلامت انسان، بررسی وضعیت تنشهاي فیزیولوژیک حرارتی، نقش مهمی را ایفا میکند. در ین خصوص میتوان در برنامه ریزيهاي بلندمدت از آب و هوا و در برنامه ریزي کوتاه مدت از شرایط جوّي کمک گرفت. در تحقیق حاضر با استفاده از شاخص دماي معادل تنش فیزیولوژیک حرارتی ((pet(اقدام به تهیه تنش هاي فیزیولوژیک حرارتی انسان درایران در مقیاس ماهانه گردید. مقادیر محاسبه شده براي 40 ایستگاه کشور با طول دوره آماري مشترك 52 سال (1338-1390) نقشه هاي تنش فیزیولوژیک حرارتی تهیه شد. بر اساس نقشه هاي ترسیم شده نقش ارتفاعات در شکلدهی شرایط تنش هاي فیزیولوژیک حرارتی بسیار پررنگتر از طول و عرض جغرافیایی است. از لحاظ شرایط بدون تنش حرارتی فروردین ماه با 7/47درصد از مساحت ایران در رتبه اول قرار دارد و مطلوبترین شرایط آب و هوایی بدون تنش را داراست. . در همین ارتباط تنش سرمایی در دي ماه با 3/75 درصد از کشور برخوردار است و نیز در مرداد ماه با تنش گرمایی 9/99 درصد، بدترین شرایط تنش فیزیولوژیک حرارتی آب و هوایی را دارا است. بیشترین و کمترین ضرایب تغییرات مکانی تنش فیزیولوژیک حرارتی ایران به ترتیب مربوط به دي و تیر ماه است. در ادامه با توجّه به نمرات شاخص، گروه بندي ایستگاهها با اعمال روش خوشهاي سلسله مراتبی با روش ادغام وارد(WARD) انجام گرفت. نتایج نشان داد هفت ناحیه اصلی تنش فیزیولوژیک حرارتی براي اطلس ایران ابل تشخیص است که در هر یک از این ناحیه، شرایط تنش حرارتی از ویژگیهاي همسان برخوردار است.

 

دادهها و روش کار

در این تحقیق با استفاده از شاخص دماي معادل فیزیولوژیک تنش حرارتیPET کار ارزیابی و پهنهبندي تنشهاي فیزیولوژیک حرارتی انسان در ایران، با طول دوره آماري مشترك (1338تا 1390) (از چهل ایستگاه سینوپتیک (مشهد، تربت حیدریه،سبزوار، بیرجند، زابل، زاهدان، چابهار، کرمان، جاسک، بندرعباس، بندرلنگه، فسا، شیراز، یزد، اصفهان، شیرکوه، بوشهر، آبادان،اهواز، دزفول، خرم آباد، کرمانشاه، اراك، کاشان، سمنان، تهران، همدان، قزوین، زنجان، شاهرود، گرگان، بابلسر، نوشهر، رامسر،رشت، انزلی، تبریز، ارومیه و خوي) ایران زمین مورد استفاده قرار گرفته شده است و همچنین از دادههاي مربوط ه عناصر آب و هوایی شامل؛(میانگین روزانه دماي خشک در هرماه بر حسب درجه سلسیوس، میانگین روزانه رطوبت سبی هوا در هر ماه بر حسب درصد، میانگین روزانه حداکثر دماي خشک در هر ماه بر حسب درجه سلسیوس، میانگین روزانه حداقل رطوبت نسبی در هر ماه بر حسب درصد، میانگین مقدار کل بارندگی در هر ماه برحسب میلیمتر، میانگین روزانه تعداد ساعات آفتابی در هر ماه، میانگین روزانه سرعت باد در هر ماه بر حسب کیلومتر بر ساعت و فشار بخار),ازسازمان هواشناسی کشور تهیه شده است؛

 

موقعیت ایستگاه هاي سینوپتک روي فلات ایران

موقعیت ایستگاه

 

شاخصهاي مرتبط با فیزیولوژي انسان که از معادله بیلان انرژي بدن انسان مشتق گردیدهاند، امروزه در مطالعات زیست اقلیمانسانی جایگاه ویژهاي دارند. معروفترین شاخص در این زمینه شاخص دماي معادل فیزیولوژیک(Equivalent PhysiologicalTemperature) (که به شاخص (PET) (معروف است و اهمیّت بیشتري دارد. در اوایل سال 1983 میلادي, باتنر((Buttner در ارزیابی تأثیر حرارتی محیط روي بدن انسان، اثرات مرکّ ب تمام پارامترهاي حرارتی را مورد توجّه قرار داد. او اعتقاد داشت اگرکسی بخواهد تأثیر آب و هوا را بر روي ارگانیسم انسان مطالعه نماید باید تمام اجزاء حرارتی محیط را مورد ارزیابی قرار دهد. این دیدگاه منجر به مدلسازي بیلان حرارتی انسان گردید که در قالب معادله زیر ارائه گردید:

𝑀𝑀 + 𝑊𝑊 + 𝑅𝑅 + 𝐶𝐶 + 𝐸𝐸𝐷𝐷 + 𝐸𝐸𝑅𝑅𝑅𝑅 + 𝐸𝐸𝑆𝑆𝑆𝑆 + 𝑆𝑆 = 0

در معادله فوق واحد همه عبارتها وات بر متر مربع (m2/w ) می باشد؛M =نرخ سوخت و ساز بدن،W=خروجی کار فیزیکی،R =تابش خالص بدن،C =جریان حرارتی همرفتی،=𝐷𝐸 = جریان حرارت نهان تبخیري آب در پوست،�𝑅𝑅𝑅𝐸𝐸�= مجموع جریانهاي حرارتی مؤثر در گرمایش و تبخیر و تعرّ ق،�𝑆𝑆𝑆𝐸𝐸�= جریان حرارت ذخیره شده جهت گرمایش و سرمایش توده بدن؛بدیهی است اگر بدن در حال کسب انرژي باشد عبارتهاي معادله تماماً مثبت و اگر در حال از دست داده انرژي باشد عبارتهاي معادله منفی خواهد بود.M معمولاً مثبت بوده ولی W 𝐸𝐸𝐷𝐷 ،و � در اغلب موارد منفی هستند.شاخص دماي معادل تنش فیزیولوژیک حرارتی یا ptE  کی از شاخصهاي معروف دما-فیزیولوژیک است که از تعادل بیلان انرژي بدن انسان مشتق شده است. در تعریف این شاخص براي محیطهاي باز میتوان گفت دمایی است که طی آن در یک اتاق نمونه بیلان گرمایی بدن انسان (نرخ سوخت و ساز با کار سبک 80 وات بر نرخ سوخت و ساز پایه اضافه می شود،رزش نارسایی لباس در حد 9/0 (با دماي پوست و دماي مرکز بدن در شرایط محیط باز، در تعادل میباشد (ماتزاراکیس، 2010). واحد نارسایی لباس را کلو ((clo  (میگویند. مقاومت گرمایی یک کلو معادل 155/0 وات بر درجه سانتیگراد در متر مربع ست. براي یک شخص در حالت ایستاده و لباس معمولی منزل، آسایش حرارتی مطلوب در یک دماي معادل فیزیولوژیک حدود 20 درجه سانتیگراد حاصل میشود. در مقادیر بالاي این شاخص، تنش گرما و در مقادیر پایین آن تنش سرما وجود خواهد داشت. براي فعالیتهاي مختلف و پوششهاي لباس متفاوت، مقادیر دماي معادل فیزیولوژي نیز تغییر خواهد کرد. در شرایط کار سبکتر و پوشش لباس نازكتر، مقادیر PET افزایش یافته و در شرایط کار سنگینتر و پوشش ضخیمتر، مقادیر این شاخص کاهش مییابد. در تبادل حرارت بدن انسان با محیط اطراف، لباس عامل مؤثري بشمار میرود چرا که لباس مثل لفافی نارسانا قسمتی از بدن را میپوشاند و از تماس سطح بدن با محیط اطراف میکاهد. رزشهاي نارسانایی پوشاك مختلف در جدول 1 ذکر شده است. در مطالعه حاضر جهت ارزیابی شاخص PET از مدل MEMI (مدل بیلان انرژي براي افراد) ستفاده شده است و اتلاف گرماي محسوس از پوست را که برابر با گرما تولید شده توسط خون و گرماي منتقل شده از مرکز به سطح پوست میباشد را حل مینماید. مقادیر آستانه این شاخص درجدول 2 ذکر شده است.

جدول 1 .ارزش نارسایی پوشاك مختلف

جدول

 

 

جدول 2 . مقادیر آستانه شاخص (c)pte

جدول

براي محاسبه دماي معادل فیزیولوژیک حرارتی، تمام عناصر هواشناسی مؤثر در بیلان انرژي انسان در یک ارتفاع مناسب زیست اقلیمشناسی مثل ارتفاع 5/1 متري از سطح زمین اندازهگیري میشود. که در صورت فقدان دادهها براي برخی دورهها از روش رگرسیون خطی جهت بازسازي این داده هاي مفقود استفاده شد. بعد از محاسبه شاخصها، فراوانیها نیز مورد پایش قرار داده شد و در نهایت با استفاده از تکنیک GIS با روش Kriging ناحیه مطالعاتی بر مبناي فراوانیهاي رخداد شاخصها پهنه بندي قرار گرفته شد. لذا جهت دستیابی به نتایج و اهداف تحقیق حاضر از نرم افزارهایی نظیر SPSS براي نرمال کردن داده ها و همچنین دادههاي مفقود شده مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته شد و از مدل Man Ray بر اساس عناصرهاي هواشناسی به محاسبات دماي معادل فیزیولوژیک حرارتی انسان پرداخته شد و همچنین با استفاده از نرم افزار GIS و به روش کریگینگ معمولی (Kriging Ordinary)  یافتن بهترین روش درونیابی به پهنهبندي تنشهاي فیزیولوژیک حرارتی انسان ستفاده شد. لازم به ذکر است که براي محاسبه شاخص PET تهیه دادههاي هواشناسی مثل دما و رطوبت هوا و سرعت باد به سادگی امکانپذیر است، ولی محاسبه و به دست آوردن برخی پارامترهاي مثل "متوسط دماي تابشی" یا همان t به سادگی امکانپذیر نمیباشد و از آنجا که پارامتر مزبور بیشترین تأثیر را در محاسبه شاخص فوق دارد از این رو براي محاسبه این پارامتر از نرم افزار Man Ran کمک گرفته شد تا ضریب دقت محاسبات افزایش یابد.

 

ارسال نظر

عنوان نظر :
نام شما :
ایمیل :